Химия пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар
Дәріс 30. АБСОРБЦИОНДЫ СПЕКТРОСКОПИЯ
жүктеу/скачать 5,02 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жарықтың жұтылуы түскен сәуле интенсивтігіне байланысты емес.
| Дәріс 30. АБСОРБЦИОНДЫ СПЕКТРОСКОПИЯ.
ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ ТИТРЛЕУ Жарық (микробөлшектер) 2 түрлі табиғат көрсетеді: толқындық және корпускулдық. Толқындық қасиеті интерференциялық, дифракциялық, шағылу, шашырау, сыну құбылыстарын береді. Электромагнитті толқын мынадай параметрлермен сипатталады: ν – жиілік – электр өрісінің 1 секундта тербелу саны, с-1 (герц); λ - толқын ұзындығы, нм; Корпускулдық (кванттық) қасиет – микробөлшектер (сәуле) фотоннан тұрады. Фотонның энергиясы, массасы, толқын ұзындығы өзара байланысты. Е = mc2 = һν не Е = һс/λ, һ – Планк тұрақтысы, һ = 6,62710-27 эрг. с = 6,610-34 Джс = 4,110-15 эВс Электромагнитті сәуле толқын ұзындығына байланысты ультракүлгін (УК) (10 - 380нм), инфрақызыл (ИҚ) (750 – 105 нм), көрінетін жарық (380- 750нм) т.б. болып бөлінеді. Заттардың УК, ИҚ, көрінетін сәулелермен әрекеттесуіне (сәулелерді жұтуына) негізделген әдісті абсорбционды спектроскопия (спектрофотометрия) деп атайды. Толқын ұзындықтарының (не жиіліктерінің) жиынтығы – сәуленің электромагнитті спектрі деп аталады. Біртекті жүйелердің электромагнитті сәулені жұтуы мына формуламен анықталады: Е = Еэл. + Еқоз.+ Еайн. Еэл – электрондар қозғалысының энергиясы; Еқоз. – ядролардың бір-біріне қатысты қозғалу энергиясы; Еайн. – бүкіл молекуланың айналу энергиясы. Молекулаға сырттан әсер етілсе, ол жоғарғы энергетикалық деңгейге көшеді. Осы кезде электрондық жүйеде өзгеріс болады, спектр пайда болады. Молекула (атом) сырттан энергия алғанда оның белгілі спектр аймағын жұтса, абсорбционды, ал өзінен спектрдің белгілі аймағын шығарса, эмиссионды спектральды анализ деп аталады. Көзге көрінетін сәуле 380 ... 750нм аралығында, яғни қызыл, тоқ сары, сары, жасыл, көгілдір, көк, күлгін болып 7 түске бөлінеді – полихроматты шоқ. Абсорбционды спектральдық анализде монохроматты шоқпен жұмыс істейді. Затқа (объектке) монохроматты электромагнитті сәуле түскенде оның бір бөлігі жұтылады, бір бөлігі шағылады, бір бөлігі сол заттан өтеді: I0 = Il + Ia + Ir , мұндағы I0 – объектке түскен алғашқы сәуле интенсивтігі; Il - өткен сәуле интенсивтілігі; Ia - жұтылған сәуле интенсивтілігі; Ir – кювета қабырғалары мен ерітіндіден (еріткіштен) шағылған сәуле интенсивтігі. Әр уақытта бірдей кювета алып және салыстырмалы ерітінді дайындап Ir есепке алмауға болады. Монохроматты сәуле алу үшін светофильтрлер, монохроматорлар қолданылады. Il/Io - өткізу, оны Т деп белгілейді, ол ерітінді түскен сәуленің қанша бөлігін өткізгенін көрсетеді. Егер ерітінді мөлдір болса, Т 100% болады, абсолютті мөлдір болмаса, Т = 0. Егер lgIo/Il деп алса, оптикалық тығыздық (А не D деп белгіленеді) болады. Абсолютті мөлдір ерітінді үшін А = 0, өткізу мен оптикалық тығыздық арасындағы байланысты былай көрсетеді: А = lg1/T, бұдан А = 2 – lgT. 1729 жылы Бугер, 1760 жылы Ламберт жұтатын ерітіндінің қалыңдығы мен монохроматты электромагнитті сәуленің арасындағы байланысты айтты (жұтудың 1 заңы): Жарықтың жұтылуы түскен сәуле интенсивтігіне байланысты емес. Сәуле жұтуының II заңын 1852 жылы Бер ашты: Электромагнитті сәуленің жұтылуы жұтатын заттың бөлшектерінің санына тура пропорционал. Осы 2 заңды біріктіріп, электромагнитті сәуле жұтылуының негізгі заңы деп атайды, не Бугер-Бер-Ламберт заңы деп аталады. Il = Io10- lc не lg Io/Il = lc, А = lc. Егер l = 1см, С = 1моль/л болса, А = , жұтудың молярлы коэффициенті деп аталады, оның мәні кювета қалыңдығы (l) мен концентрацияға (С) тәуелді емес. А = lC байланысын графикалық түрде көрсетсе, градуирлік график алынады. = A/lC, заттың жарықты жұту қабілеттілігін көрсетеді, оның максимал мәні 105 – ке дейін жетеді. мәні әр түрлі түсті ерітінділер үшін «Анықтамаларда» беріледі, оның мәні жоғары болған сайын әдістің сезімталдығы жоғары болады. Бугер – Бер - Ламберт заңына қосымша аддитивтік заң бар: ерітіндіде болатын басқа заттарға (оларда электромагнитті сәулені жұтса да) әр заттың электромагнитті сәулені жұтуы тәуелді емес. Өзара әрекеттеспейтін компоненттер қоспасының белгілі бір толқын ұзындығындағы оптикалық тығыздығы А = ilCi – жеке компоненттердің оптикалық тығыздықтарының қосындысына тең. Толқын ұзындығына байланысты жұту әр түрлі болатындықтан, мәні λ байланысты өзгереді. Фотоколориметрияда сандық анализ былай жүргізіледі: 1. Стандартты ерітінділер әдісі Сх = СстАх/Аст. 2. Градуирлік график әдісі. Стандартты ерітінділер сериясын дайындап, оптикалық тығыздықтарын анықтап, Аст – Сст координаталарында график құрады да, анализденетін ерітіндінің оптикалық тығыздығын анықтап, графиктен заттың концентрациясын табады. 3. Қосу әдісі. Анализденетін ерітіндіге заттың дәл үлгісін қосады. Ерітіндіге үлгі қосылмағандағы оптикалық тығыздығын Ах, үлгі қосылған соң ерітіндінің оптикалық тығыздығы Ақос анықтап, Сх = Сқос∙Ах/Ақос белгісіз концентрацияны анықтайды. жүктеу/скачать 5,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|